光纤光栅测力环在悬索桥索力监测中的应用.pdf

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1、第27卷第3期2010年3月公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentv01．27No．3Mar．2010文章编号：1002-0268(2010)03-0064-05光纤光栅测力环在悬索桥索力监测中的应用南秋明(武汉理工大学光纤传感技术国家重点工业性试验基地，湖北武汉430074)摘要：桥梁索力监测一直是工程界亟待解决的难题。现有检测手段仅能用于短期测试，无法满足工程长期测试需求。提出了一种基于光纤光栅传感技术的差动式结构的测力装置一光纤光栅测力环，该装

2、置运用了光纤光栅传感新技术和差动式结构设计，解决了索力长期监测的技术瓶颈，即信号的远距离传输和温度补偿。试验研究表明，该测力环信号传输距离超过10km，温度补偿误差不超过满量程的0．1％∥℃，而且测量精度高，长期稳定性好，可以实现索力的分布式测量。该装置应用于阳逻悬索桥的锚跨索力测量，安装使用方便，实现了索力的远程、长期、实时在线监测，满足了工程测试需求。关键词：桥梁工程；长期在线监测；光纤光栅传感技术；光纤光栅测力环；差动式结构；索力中图分类号：17212文献标识码：AApplicationofFBGForce—testingRi

3、nginMonitoringCableForceofSuspensionBridgeNANQiuming(StateKeyIndusmalTestBaseofFiberO—cSensingTechnology，WuhanUniversityofTechnology，WuhanHubei430074，Chit,a)Abstract：卟emonitoringforcableforceofbridgesisalwaysconsideredbyen西neers舾anurgentproblem．Presenttestn圯ansareonlyu

4、sefulforshort-termmeasurementbutcannotmeetthedemandforlong-termmonitoring．Anoveltypeofforce-testingdevicewhichhasdifferentialstructuredesign，ffl)erBraggrating(FBG)force—testingring，wasputforwardbasedOilFBGsensingtechnology．Thedevicecallsolvetechniquebottlenecksoflong—t

5、ermmonitoring．whicharelongdistancetransmissionandtemperaturecompensationofsensingsignals．111eresultofexperimentshowsthatthesignaltransmissiondistanceofthedeviceexp燃1810kmandthetemperaturecompensationen'orisbelow0．1‰offullscalepercentigrade；(2)ithassuchnicefeaturesashig

6、hermeas㈣entprecision．betterlong-termstabilityanddistributingmeasurement．nenewtypeofforce—testingdevicehasbeenappliedonWuhanYangluoYangtzeRiverBridge．IthasnloreconvenientrIxmgforlongdistance，long—termandonlinemonitoringofcableforceandmeetsengineeringtestdemand．Keywords：

7、bridgeengineering；long‘。termandonlinemonitoring；FBGsensingtechnology；FBGforce。’testingring；differentialstructure；cableforce㈣言雾篆

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10、差黑蒯1；。嚣勰舅关主缆是悬索桥结构重要的承力部分，实施对主缆的受力状态的长期在线监测叮以掌握桥梁的安全状况。阳逻大桥是地锚式悬索桥，其主缆通过散索鞍分成若干束索股，成辐射状地连接到对应的预应力锚索上。作用在主缆上的力相应分配到每根索股上，通过况[2一引。目前，测量索力的主要方

11、法有振动法、锚索计法、电阻应变计法等，这些都是电测法，它们共同缺点是信号不稳定，抗干扰能力差，不能远距离传输，温度影响大，无法满足工程长期监测需要[2—5l。针对上述问题，本文研制了一种新型测力装置一收稿只期：2009-05—13基金